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문제 정의
- 여러 학자들의 연구결과에 따라 CT 교육에서 공통적으로 나타나는 초보학습자의 어려움은 새로운 프로그래밍언어의 어려움에 대한 문제, 컴퓨터과학의 개념에 대한 어려움, 프로그래밍 과정에 대한 지루함, 프로그래밍이 어렵다는 인식 등이다. 따라서 본 연구에서는 기존의 연구에서 학습자가 인식하는 어려움에 대한 분석과 CT 개념 요소에서의 어려움을 분석하고, 재미, 흥미와의 관계를 분석하여 시사점을 제시하였다.
- 교육용프로그래밍 언어를 통한 CT 학습에서는 자신의 아이디어를 표현하고 프로그램으로 구현하는 프로그래밍 과정을 통해 학습이 이루어진다. 따라서 본 연구에서는 스크래치를 활용한 CT 교육에서의 학습자 인식에 대한 연구를 진행하였다.
- 컴퓨터 비전공자들을 대상으로 교육하려면 비전공학생들이 CT 교육을 어떻게 받아들이는지, 어떤 부분을 어려워 하는지에 대한 부분에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이전 연구에 나타난 초보 프로그래밍 학습자들의 어려움을 토대로[13][23], CT 교육에서의 비전공 학습자들이 보이는 인식 및 어려움에 대한 분석을 연구하였다. CT 교육 과정에서 나타난 학습자들의 인식과 행위에 대한 분석이므로 양적 및 질적 연구 방법론을 혼합하여 혼합 연구 방법론을 적용하여 분석 하였다.
- 본 연구에서는 컴퓨터 비전공자들을 위한 CT 교육 과정에서 나타난 어려움을 분석하고, 이를 해결하기 위한 방안을 모색하였다. 본 연구를 통해 나타난 시사점은 다음과 같다.
제안 방법
- 또한 교육 전후를 통해 재미, 난이도, self-프로그래밍 능력, self-CT 역량을 측정하여 t-검정 및 상관분석을 실시하였다. self-프로그래밍 능력은 스스로 프로그래밍을 잘한다고 인식하는 문항으로 수집하였으며, self-CT는 Brennen(2015)이 제시한 CT 관점을 문항으로 제작하여 설문하였다[17].
- 먼저 <표 3>과 같이 2014년도 1, 2학기에 수도권 소재 C대학교에서 스크래치을 통한 CT 교육을 실시하고 각 수업내용별로 학습자의 인식 및 어려움을 조사하였다. 각 주차별로 강좌시간은 3시간씩 진행하였다.
- 질적 분석은 매 수업 시간마다 학습자 성찰 저널을 작성하도록 하여 수업 내용을 통해 좋았던 점이나 어려웠던 점에 대한 내용을 기록하도록 하였다. 내용 분석법을 적용하여 각 성찰 저널을 통해 나타난 수업 내용에 대한 긍정, 부정을 조사하여 CT 교육에 대한 이미지를 분석하였다. 비전공 학습자들의 CT 교육에 대한 어려움의 분석은 어려움에 대한 요소 분석을 통하여 실제 어떤 요소를 어려워하고 있는지에 대한 분석을 실시하였다.
- 각 범주별로 분석하기 위한 세부요소를 설정하기 위해 성찰저널을 1차 분석한 결과 <표 5>와 같은 세부요소들이 나타났다. 따라서 각 세부요소가 포함된 문장을 범주로 분류, 분석하였다.
- 본 연구의 주별 교육내용은 <표 4>와 같다. 마지막 과제는 기존의 프로그래밍 과제들이 아닌 개인별로 자신이 구상한 애니메이션, 게임, 시뮬레이션 등을 개발하게 하였다. Jenkins(2002)는 프로그래밍의 어려움을 극복하기 위한 방안으로 재미있고 창의적인 활동을 통해 학습하기를 제안하였다[23].
- 먼저 과 같이 2014년도 1, 2학기에 수도권 소재 C대학교에서 스크래치을 통한 CT 교육을 실시하고 각 수업내용별로 학습자의 인식 및 어려움을 조사하였다.
- 본 연구에서 사용하는 내용 분석법의 범주는 주제범주이므로, 기존의 프로그래밍 과정에서의 어려움에 대한 범주와 초보학습자의 코딩조직[7]을 사용하기로 한다.
- 첫째, 내용을 선정하고 표집하여야 한다. 본 연구에서는 CT 수업과정에서 학습자들이 작성한 성찰 저널을 표집하였다.
- 셋째, 자료를 분석한다. 부호화한 자료를 다각도에서 분석한다.
- 내용 분석법을 적용하여 각 성찰 저널을 통해 나타난 수업 내용에 대한 긍정, 부정을 조사하여 CT 교육에 대한 이미지를 분석하였다. 비전공 학습자들의 CT 교육에 대한 어려움의 분석은 어려움에 대한 요소 분석을 통하여 실제 어떤 요소를 어려워하고 있는지에 대한 분석을 실시하였다.
- 셋째, 자료를 분석한다. 부호화한 자료를 다각도에서 분석한다.
- 앞 절에서 분석한 바와 같이 여러 학자들의 연구를 바탕으로 본 연구에서는 CT 교육에서의 학습자 어려움을 분석하기 위해 주제 범주를 와 같이 설정하였다.
- 연구에 참여한 학생들은 모두 컴퓨터 비전공자로 1-4학년 학생들 147명이었으며, 데이터가 제대로 수집된 112명의 데이터를 대상으로 양적 분석을 실시하였다. 양적 분석을 위해서는 매 시간 수업마다 학습내용에 대한 재미, 흥미, 난이도를 Likert 5점 척도로 조사하였다. 수집한 데이터를 통해 빈도분석으로 각 요소의 추이를 분석하였다.
- 양적결과와 비교하여 학습자들의 실제 성찰 저널에서도 같은 결과가 나타나는지 의 범주에 따라 분석하였다.
- 연구에서는 CT 교육 과정에서 비전공 초보 학습자들이 겪는 어려움 및 인식을 조사, 분석하는 것이 목적이므로 연구의 절차는 양적 분석과 질적 분석단계로 이루어졌다. 먼저 <표 3>과 같이 2014년도 1, 2학기에 수도권 소재 C대학교에서 스크래치을 통한 CT 교육을 실시하고 각 수업내용별로 학습자의 인식 및 어려움을 조사하였다.
- 본 연구는 ‘학습자 성찰 저널’을 분석하는 것이므로 주제범주의 방법을 사용하여 분석하였다. 주로 문장 분석이나 내용분석에도 사용되고 있는 범주로[1][8], 본 연구에서는 성찰 저널 문장 분석이 목적이므로 내용분석법을 적용하여 문장 진술을 분석하였다.
- 질적 분석은 매 수업 시간마다 학습자 성찰 저널을 작성하도록 하여 수업 내용을 통해 좋았던 점이나 어려웠던 점에 대한 내용을 기록하도록 하였다. 내용 분석법을 적용하여 각 성찰 저널을 통해 나타난 수업 내용에 대한 긍정, 부정을 조사하여 CT 교육에 대한 이미지를 분석하였다.
- 학습자들의 재미, 흥미, CT에 대한 인식은 양적 분석을 실시하고, 학습자들의 CT에 대한 긍·부정 인식, 어려움에 대한 특성은 질적연구를 병행하여 실시하였다.
대상 데이터
- Jenkins(2002)는 프로그래밍의 어려움을 극복하기 위한 방안으로 재미있고 창의적인 활동을 통해 학습하기를 제안하였다[23]. 따라서 본 연구에서는 학습자의 재미, 흥미, 어려움에 대한 인식을 양적 데이터로 수집하였다.
- 앞 절에서 분석한 바와 같이 여러 학자들의 연구를 바탕으로 본 연구에서는 CT 교육에서의 학습자 어려움을 분석하기 위해 주제 범주를 <표 5>와 같이 설정하였다. 본 연구에 참여한 147명이 매 시간 작성한 687개의 성찰 저널을 내용분석법으로 분석하였다.
- 연구에 참여한 학생들은 모두 컴퓨터 비전공자로 1-4학년 학생들 147명이었으며, 데이터가 제대로 수집된 112명의 데이터를 대상으로 양적 분석을 실시하였다. 양적 분석을 위해서는 매 시간 수업마다 학습내용에 대한 재미, 흥미, 난이도를 Likert 5점 척도로 조사하였다.
데이터처리
- 수집한 데이터를 통해 빈도분석으로 각 요소의 추이를 분석하였다. 또한 교육 전후를 통해 재미, 난이도, self-프로그래밍 능력, self-CT 역량을 측정하여 t-검정 및 상관분석을 실시하였다. self-프로그래밍 능력은 스스로 프로그래밍을 잘한다고 인식하는 문항으로 수집하였으며, self-CT는 Brennen(2015)이 제시한 CT 관점을 문항으로 제작하여 설문하였다[17].
- 양적 분석을 위해서는 매 시간 수업마다 학습내용에 대한 재미, 흥미, 난이도를 Likert 5점 척도로 조사하였다. 수집한 데이터를 통해 빈도분석으로 각 요소의 추이를 분석하였다. 또한 교육 전후를 통해 재미, 난이도, self-프로그래밍 능력, self-CT 역량을 측정하여 t-검정 및 상관분석을 실시하였다.
이론/모형
- 따라서 본 연구에서는 이전 연구에 나타난 초보 프로그래밍 학습자들의 어려움을 토대로[13][23], CT 교육에서의 비전공 학습자들이 보이는 인식 및 어려움에 대한 분석을 연구하였다. CT 교육 과정에서 나타난 학습자들의 인식과 행위에 대한 분석이므로 양적 및 질적 연구 방법론을 혼합하여 혼합 연구 방법론을 적용하여 분석 하였다. 학습자들의 재미, 흥미, CT에 대한 인식은 양적 분석을 실시하고, 학습자들의 CT에 대한 긍·부정 인식, 어려움에 대한 특성은 질적연구를 병행하여 실시하였다.
- 본 연구는 ‘학습자 성찰 저널’을 분석하는 것이므로 주제범주의 방법을 사용하여 분석하였다.
성능/효과
- <그림 3>에서와 같이 실제 비전공 학습자들이 느끼는 어려움 중에서 가장 높은 빈도를 보인 부분은 변수와 리스트에 대한 내용이었다. 4강과 5강에서 학습한 변수와 리스트를 통한 학습에서 학습자들이 가장 많은 어려움을 느끼는 것으로 나타났다. 두 번째로는 ‘생각’으로 분류된 요소인데, 이는 설계부터 해결방안 모색에 대한 부분이다.
- 흥미, 재미, 난이도와 self-프로그래밍 능력, self-CT 능력을 상관관계 분석 결과 <표 7>과 같이 유의미한 결과가 나타났다. self-CT와 self프로그래밍은 약한 상관관계가 나타났으며, self-CT와 흥미, 재미와의 관계에서는 보통 상관관계가 나타났다(상관계수 = .561; .519). 이는 학습자들이 느끼는 흥미와 재미가 스스로 CT 능력이 높다고 인식하는 것과 상관관계가 있는 것으로 분석할 수 있다.
- 학습자들의 인식 변화에 대한 사전, 사후 t-검정 결과 재미와 난이도의 인식에서는 <표 6>과같이 유의미한 결과가 나타나지 않았다. self-프로그래밍 능력 및 self-CT 역량에서는 유의미한 결과가 나타났다(t=2.142, p=.034; t=6.947, p=.000). 스스로 프로그래밍을 잘한다고 생각하는 부분에서는 사전(m=2.
- self-프로그래밍 능력과 난이도, 흥미, 재미와의 관계에서는 self-프로그래밍 능력과 난이도와의 관계가 보통 상관관계를 보였고(상관계수=.571), 흥미와 재미와의 관계에서는 약한 상관관계를 보였다(상관계수 = .389; .360). 이런 결과는 학습자들이 쉽다고 생각하는 인식과 스스로 프로그래밍을 잘한다고 인식하는 것이 상호 영향을 주는 것으로 분석할 수 있다.
- 따라서 본 연구에서는 학습자들의 특성에 맞는 학습내용으로 다양한 멀티미디어 콘텐츠를 제작하도록 한 결과 양적분석에 나타난 것처럼 재미, 흥미 요소는 매우 긍정적으로 나타났다. 양적결과와 비교하여 학습자들의 실제 성찰 저널에서도 같은 결과가 나타나는지 <표 5>의 범주에 따라 분석하였다.
- 셋째, CT 교육은 기존의 아날로그 정보를 다루는 교육에서 경험하지 못한 내용을 학습하게 되므로 디지털 정보를 기반으로 한 문제해결력과 고등사고력으로의 전환에 대한 다양한 기회와 시간을 제공해야 한다. 즉, 컴퓨터과학의 개념과 원리를 학습하기 위해 프로그래밍만을 학습 내용으로 구성하는 것이 아니라 활동중심의 학습내용을 구성하는 전략도 고려해야 한다[2].
- 8점 이상으로 나타나 긍정적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 수업 내용에 대한 난이도에서는 W형태로 나타났는데, 분석결과 상대적으로 새로운 개념이나 어려운 기능을 배우는 차시인 2, 4강에서 어렵다고 생각하였으며, 3, 5강에는 이전 주에서 배우 내용의 확장이 이루어지므로 상대적으로 쉽다고 인식하는 것으로 나타났다.
- 양적결과와 비교하여 학습자들의 실제 성찰 저널에서도 같은 결과가 나타나는지 <표 5>의 범주에 따라 분석하였다. 실제 성찰 저널을 내용 분석법으로 분석한 결과 총 687개의 성찰 저널에서 긍정적인 이미지는 22%로 나타났으며, 부정적인 이미지는 51%로 나타났다. 이는 <그림 2>에서 나타난 난이도의 결과와 동일하게 나타났다.
- 첫째, 비전공자들이 CT 교육에서 가장 어려워하는 부분은 변수와 리스트의 학습, 아이디어를 생각하고 구현하는 과정, 적합한 명령어의 사용의 순으로 나타났다.
- 학습자들은 모든 수업 내용에 대한 재미나 흥미가 3.8점 이상으로 나타나 긍정적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 수업 내용에 대한 난이도에서는 W형태로 나타났는데, 분석결과 상대적으로 새로운 개념이나 어려운 기능을 배우는 차시인 2, 4강에서 어렵다고 생각하였으며, 3, 5강에는 이전 주에서 배우 내용의 확장이 이루어지므로 상대적으로 쉽다고 인식하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 둘째, 명령어 학습에 모든 시간을 사용할 수 없으므로 개인 또는 그룹이 스스로 학습할 수 있는 명령어 쿡북과 같은 형태의 교수학습 자료가 필요하다. 스크래치 사이트에서 제시하는 명령어 카드를 이용하여 학습하는 방법도 대안이 될 수 있다[28].
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